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水利工程论文-原状膨胀土损伤演化的三轴CT试验研究.doc水利工程论文-原状膨胀土损伤演化的三轴CT试验研究.doc

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水利工程论文-原状膨胀土损伤演化的三轴CT试验研究摘要:本文利用和计算机断面成像CT机配套使用的非饱和土三轴仪,对非饱和原状膨胀土在三轴剪切试验过程内部结构的变化进行了动态、定量和无损地量测,得到了土样内部损伤结构演化的清晰的CT图像和相应的CT数据.试验结果表明:原状膨胀士内部存在裂纹、空洞、裂隙面和软弱面等结构缺陷,初始损伤程度较大;剪切引起的损伤演化明显,且土样所受的吸力和净围压均对损伤演化有影响;原状膨胀土在吸力和净围压较低时的剪胀和软化特性主要是由于结构损伤的演化引起.关键词:非饱和士膨胀土三轴剪切试验CT技术损伤原状膨胀土的结构特征显著,既有地质界面、软弱层面和断裂面等宏观结构,也存在微孔隙、微裂纹和裂隙等微观结构[1].这些大小不一的内部结构将土体层层分割,破坏了膨胀土的完整性,导致其工程性质恶化.对于原状膨胀土的本构模型,裂隙等内部结构的影响不容忽视.连续损伤力学将材料划分为可经受弹性、塑性和裂隙损伤演变的力学单元,再按连续介质力学的方法来描述损伤材料的性态[2],在节理岩体等多裂隙材料中获得广泛应用[3].确定损伤变量,建立损伤演化方程是连续损伤力学的主要内容,定量地观测裂隙等缺陷发育程度和演化过程的试验研究则是分析的基础.计算机断面成像技术(CT技术)可以动态、定量和无损地量测岩土材料在受力过程中内部结构的变化,国内已有不少研究成果[4~8].但其中对土进行的单轴或三轴CT试验均在压力很大的液压式岩石试验设备上进行,且基本上没有量测试验时土样的水量变化和体积变化,而水量变化和体变是土的本构模型的重要内容.膨胀土湿胀干缩变形较大,水分的影响必须考虑.本文利用CT技术,在对原状膨胀土进行非饱和三轴剪切试验的同时,研究土样内部结构的损伤演化过程,为建立考虑裂隙影响的原状膨胀土的损伤本构关系提供依据.1试验概况1.1试验设备与土样通过改进已有的非饱和土三轴仪[9],作者成功地实现了其与CT机的配套使用.研制成的非饱和土CT-三轴仪,可以进行多种非饱和三轴试验,量测围压、气压、体变、排水、轴向位移和轴向压力等参数.在进行三轴试验的同时进行CT扫描,即时获得试样各个断面的图像和CT数据资料[10].试验用土取自南阳市靳岗村,探井位于南水北调中线方案的渠线上.用原状样制样器制成高度80mm、直径39.1mm的原状试样.1.2试验方案在非饱和土三轴压力室内,先将
编号:201312122145265134    类型:共享资源    大小:15.45KB    格式:DOC    上传时间:2013-12-12
  
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